CN101331043B - 用于在制动装置中可再现地产生可预定的最终压力的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

为了在制动回路的至少一部分中实现可预定并且由此可再现的最终压力，首先在阀(18)关闭时控制用于建立压力或者消除压力的泵(26)。在达到第一可预定的额定压力时，或者在超过压力阈值时，阀(18)借助第一控制置于打开的位置。根据本发明，在泵(26)切断后，阀(18)的控制这样调节，即在可预先规定的时间期间，使第一控制连续改变直至第二控制，在其中阀(18)特别在考虑在阀(18)上所存在的压力差的情况下处于保持位置，其中所述可预先规定的时间(t*)大于泵的滑行时间。

Description

用于在制动装置中可再现地产生可预定的最终压力的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于控制液压或气动的制动系统的方法以及装置。
背景技术
液压的机动车制动装置已知有各种各样的变化。在此一种这样的制动装置具有至少一个制动回路，在该制动回路中布置有至少一个输送压力介质的机构，特别是泵，它也称为回输泵。此外可以有选择地设置另外的输送压力介质的机构，特别是自吸的增压泵，它利用吸管连接在压力介质的储存容器上。压力介质在制动回路中的流入和排出如压力介质在相应的车轮制动缸中的流入和排出一样，通过用于压力介质的流入和/或排出和/或流通的闭塞装置，特别是阀来控制。这例如在DE 19546682A1中公开。在一种电液的制动系统中，如在DE19548248A1中原理上可找到的这种装置，其中压力介质通过泵经过中间接入的压力存储器供应给阀或者从阀出来。在此压力介质通过流入阀和排出阀的打开和切断对应驾驶员的制动意愿和/或居间调节的逻辑机构的控制信号，例如防抱死系统、驱动防滑调节系统、或者行驶动力调节系统的控制信号引入车轮制动缸或者从中给出。
由此所述的原理上的装置同样地例如在液压的制动系统中通过带有流入阀和排出阀的回输泵或者带有增压阀和换向阀的增压泵，如在电液的制动系统中一样，通过带有流入阀和排出阀的储存泵给出。
由于在需要时建立压力或者消除压力时未被调节的泵控制，可能导致噪声产生或者震动，这可能在乘客舱中干扰地产生影响。为此目的可以规定，泵在进行了压力建立或者压力消除后切断。不过对于这样的解决方案不利的是，此时产生的制动回路中的最终压力在泵切断后不可再现。其原因在于，泵的滑行由于不同的边界条件，如出现的负载，摩擦、转速、磨损和温度变化，并且由此提供不同大小的最终压力的值。不过此外存在于制动回路中的阀的开关特性通常不能明确地预先规定，因为每个阀由于施加在其上的压力而在一定的限度内具有公差。
发明内容
本发明的任务由此在于，通过控制至少一个换向阀实现可再现的最终压力。
本发明说明了一种用于控制液压或气动的制动系统的方法以及装置。在此规定，该制动系统具有至少一个制动回路，它的压力可以借助至少一个电可控的泵马达来提高或者消除。此外设有至少一个例如换向阀形式的电可控的阀，它可以用于在制动回路中调节压力并且当它无电流接通时置于打开的状态。
为了在制动回路的至少一部分中实现可预定并且由此可再现的最终压力，首先在阀关闭时控制用于建立压力或者消除压力的泵。在达到第一可预定的额定压力时，或者在超过压力阈值时，阀借助第一控制置于打开的位置。根据本发明在泵切断后，阀的控制这样变化，即在可预先规定的时间期间使第一控制连续变化直至第二控制，在第二控制中，上述阀特别在考虑了施加在阀上的压力差的情况下处在保持位置。
通过这样的阀控制可以不依赖泵在切断后的滑行在制动系统的制动回路中调整出可预定的，并由此可再现的压力。
在本发明的一种设计方案中规定，第一控制借助起动电流进行，而第二控制借助保持电流进行。在此适宜的是起动电流可以大于保持电流，其中反过来的的控制也是可以的。
有利地，阀在存在(高)压力差时比在阀上没有或者只有较小的压力差时需要较小的电流需求。
为了确定起动电流和/或可预定起动电流连续地变化到保持电流的时间，要测得泵在它切断后的滑行。这样例如可以由一个或者多个所经过的泵循环推断出必要的起动电流或者必要的可预先规定的时间。典型的代表泵的滑行的参数在此是转速、再生电压和没有控制时泵达到静止的时间。
在本发明的一种改进方案中，阀的第一控制的连续变化这样进行到第二控制，即在通过该阀分开的制动回路中设定第二额定压力。在此有利地根据第二额定压力预先规定要连续变化所进行的时间。
为了实现在制动回路中的压力，在本发明的一种设计方案中规定，阀通过第二控制或者保持电流关闭。
为了测量制动回路中的压力可以选择性地使用压力传感器或者用于估计压力的模型。典型的模型在此使用泵参数例如转速、控制和/或控制期间的滑行电压，以估计输送的体积。不过此外也可以使体积流量通过阀来估计，以得到在制动回路中的压力。
附图说明
在图1中在方块图中示意示出了一种制动装置的制动回路。一种根据本发明的装置示意地借助图2示出。图3a至3e示出了一种已知的依赖相应的泵控制的阀控制。与之相反图4a至4e示出了同样依赖相应的泵控制的根据本发明的阀控制。
具体实施方式
图1示意示出了一种液压的，带有双回路制动主缸12的车辆制动装置10，在该制动主缸上连接有两个互相独立的制动回路I和II。不过为了简化在图1中只示出了制动回路I，其中另一个制动回路II对应地实现。不过要明确提到，同样对应地装备的气动的车辆制动装置可以利用根据本发明的方法工作。
分岔的主制动管14从制动主缸12通到两个连接在制动回路I上的车轮制动器15和16。在本实施例中，这两个制动器15和16配属于前轮和所属车辆的成对角线位于对面的后轮，其中制动回路II配属于两个另外的车轮。不过除了这个所谓的X型制动回路分配，其它的制动回路分配也是可以考虑的。
在主制动管14的共同部分中，在制动主缸12和泵26之间布置有换向阀18。此外在主制动管14的分岔部分中布置有两个在其初始位置是打开的流入阀20和21，它们分别前接于车轮制动器15和16之一。统一的回流管22从车轮制动器15和16通到也可以称为回输泵的液压泵26的抽吸侧，在该回流管22中对两个车轮制动器15和16中的每个都设置有在其初始位置是关闭的排出阀24或者25。此外在回流管22上连接液压存储器28，对于制动压力应该消除的情况，它可以在切断的泵26和打开的排出阀24或者25的情况下从车轮制动器15以及16吸收制动液。液压泵26的压力侧可以选择通过在换向阀18和流入阀20和21之间的阻尼腔30和节流阀32连接在主制动管14上。通过在其内部布置有在其初始位置是关闭的抽吸阀36的抽吸管34，液压泵26的抽吸侧连接在制动主缸12上。借助相应的传感器49可以测得在制动主缸12中的压力，它通过制动踏板的操作对应驾驶员的制动意愿。
示出的以及未示出的制动回路I或者II的液压泵26，例如6活塞泵，可以利用分开的泵马达驱动。不过此外在另外的实施例中可以使该泵利用共同的电泵马达38驱动。换向阀18、流入阀20和21、排出阀24和25以及高压开关阀36在本实施例中设置为电磁阀，它们此外为了防抱死控制和驱动打滑控制可以利用电子控制器40控制。这个控制器40此外也可以承担泵马达38的控制功能，并从车轮旋转传感器42和必要时至少一个车轮压力传感器48获得信号，其中该传感器可以用于确定制动时车辆车轮的抱死趋势或者分析起动时的打滑。此外控制器40获得制动踏板传感器(制动灯开关)44的信号，利用它可以确定制动主缸12的操作。
在图2中示意示出了带有控制单元160，例如微处理器的控制器100，该控制单元根据泵110的运行给换向阀130提供控制信号。典型地，控制器100与图1中的控制器40一样，不过也可以规定，控制器100可以制成单独的，例如分布式的。控制器100也可以替代地或附加地分析关于制动回路中的压力特性p(t)或体积流量Q(t)的信息并在控制换向阀130时对其加以考虑。为了测得压力特性以及体积流量可以设置机构120，它提供对此必需的参数。对于压力的测得可以在此例如在制动回路中设置压力传感器，而对于体积流量的求出可以在制动装置中设置用于不同的压力的差值器。此外要提到的是，由泵110或者26的工作参数同样可以推断在制动回路中的压力或者压力特性。对换向阀130的控制必需的(针对泵和阀的)参数t*以及I0、I1和I2可以存储在存储器140中。这些参数可以通过外部的接口150改变。
图3a至3e示出了在换向阀130的典型已知的控制的情况下制动装置的不同控制参数或者工作参数的时间曲线。在此在图3a中示出了泵110的控制电流Ip以及转速n，其中泵在时间点t0接通并且到时间点t1重新切断。由于通过惯性的延迟，泵的转速n在接通后的提高不是跳跃式的，而是首先以一定的时间偏移抛物线式地提高到直至最大转速。相应地，在泵中储存的动能在控制电流Ip切断后使它在时间点t1后保持运动，直到由于液压介质的阻尼使泵衰减到静止。在泵的这种滑行时会在泵中产生再生电压，它可以被测得。图3b示出了在制动回路中的压力曲线p(t)，从起点压力或者启动压力ps开始。此时制动回路中的压力在泵在时间点t0接通后抛物线形上升，直到它在时间点t1达到最大压力。换向阀的控制IUSV在图3c中示出。此时以这里为基础，即换向阀在无电流的状态下是打开的。为了实现换向阀的更快的关闭，该换向阀在实施例中预先通以较小的电流I0，其中在另一个实施例中这个预通电流也可以取消。在时间点t0开始换向阀的调节工作，在该调节工作中换向阀利用电流I1控制。通过这个电流I1(＞I0)，该阀被置于部分打开的状态，这样阀的打开或者升程(参见图3e)取决于通过阀的体积流量QUSV(参见图3d)。如在图3a至3e的概览中可以看出，体积流量QUSV在泵接通后抛物线形地上升。通过具有依赖压力差的打开特性的换向阀的使用，大的体积流量QUSV保持换向阀打开。由此换向阀的升程同样抛物线形地升高直至泵切断的时间点t1。在泵切断后，可实现的最终压力或者保持压力PH等等依赖泵的滑行和换向阀18的打开特性。因为由于多个边界条件(负载、摩擦、泵的转速、温度、换向阀上的体积流量)，泵实现静止的时间t3(泵滑行时间)和阀从部分打开(调节工作)到关闭状态的过渡都不可再现，从而不能在制动回路中设定出确定的保持压力PH。
对应在图3a至3e中的时间曲线，在图4a至4e中示出了在应用根据本发明的方法的情况下的曲线。在图4a中的泵的开关特性在此对应它在图3a中示出的开关特性。但是保持压力在至今为止的换向阀控制下不能确定地预先规定，图4b示出，通过根据本发明的方法可以实现可再现的最终压力PH。为此如在图4c中描绘的，换向阀在泵在t1接通时首先以可预定的电流I2控制，它大于保持电流I1。在泵切断后，电流I2连续地返回到保持换向阀关闭的保持电流I1。在此要注意，电流返回的时间t*必须大于泵的滑行时间，也就是说
t*＝Δ(t3-t1)＞Δ(t2-t1)
在此在图4d中要看出，泵的滑行特性首先在时间点t2确定换向阀的体积流量QUSV以及升程HubUSV。保持电流I1在此这样选择，即阀在预先规定的体积流量Q*时恒定地保持至少部分打开。只有到时间点t3达到了在阀上的压力差的平衡并且由此结束了体积流量，换向阀才关闭。
通过预先规定电流I2返回到保持电流I1的时间t*，可以由此实现在制动回路中的确定的保持压力PH，或者反过来。泵滑行时间与之相反不再对保持压力的调整有影响。
时间t*可以泵特定地基于使用的泵的滑行阶段的经验值被预先规定并且储存在存储器140中。在这种情况下如果该值在更换泵110时可以通过服务技术员150更新或者改写是有利的。时间t*的求出和预先规定的另一种可能性在于，在制动装置工作期间收集在泵的滑行阶段上的连续数据并且储存在存储器140中。从这些数据可以例如借助加权平均值构造推断出当前对泵的滑行阶段需要的时间Δ(t2-t1)。那么通过对这个需要的时间加上缓冲时间可以确定时间t*。
在另一种实施方式中规定，换向阀在泵接通后在到达确定的额定压力(ps+x)时打开并由此过流。接着该换向阀通过对压力平衡必需的体积流量保持打开，直到泵切断。通过在制动回路中的压力平衡以及通过换向阀上的控制电流IUSV从I2到I1的确定下降，换向阀将缓慢关闭。控制电流I1保证换向阀的关闭状态。

Claims (14)

1.用于控制液压或气动的制动系统的方法，其中该制动系统具有：
-至少一个用于在制动系统(10)的制动回路中建立压力的电可控的泵马达(38，110)以及
-至少一个用于在制动回路中调节压力的电可控的阀(18，130)，
其中
-泵(26，110)被控制用于在系统中建立压力，并且，
-在达到代表系统中的第一额定压力(ps+x)的压力阈值时，上述阀借助第一控制(I2)置于打开位置，并且
-在泵切断后，上述阀借助第二控制(I1)置于保持位置，
其特征在于，所述第一控制在可预先规定的时间(t*)内连续地变至第二控制，其中所述可预先规定的时间(t*)大于泵的滑行时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制借助起动电流而第二控制借助保持电流进行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述起动电流大于保持电流。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，
-在泵切断后测得该泵的滑行，并且
-所述起动电流和/或可预先规定的时间能够根据泵在泵切断后的滑行预先规定。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
-为了测得泵的滑行要测得转速和/或再生电压，和/或
-由之前进行的压力建立或者压力消除循环导出上述滑行。
6.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过第一控制至第二控制的连续变化，能够在制动回路中设定第二额定压力(PH)，其中规定，所述可预先规定的时间根据第二额定压力预先规定。
7.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述保持位置代表阀的关闭位置。
8.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述制动回路中的第一额定压力，
-通过压力传感器，或者
-根据通过上述阀的体积流量(QUSV)和/或根据泵的控制来测得。
9.用于按照权利要求1至8中任意一项所述的方法控制液压或气动的制动系统的装置，其中该制动系统具有：
-至少一个在制动系统(10)的制动回路中的电可控的泵马达(38，110)以及
-至少一个用于在制动回路中调节压力的电可操纵的阀(18，130)，
-至少一个用于控制泵马达和/或阀的机构(40，100)
其中
-借助合适的机构(40)控制上述泵用于在系统中建立压力，并且，
-在达到代表系统中的第一额定压力的压力阈值(ps+x)时，借助第一控制(I2)将上述阀置于打开位置，并且
-在泵切断后，上述阀借助第二控制(I1)置于保持位置，
其特征在于，设有机构(100)，该机构将第一控制在可预先规定的时间(t*)内连续地变至第二控制。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述用于控制泵马达和/或阀的机构在第一控制时借助起动电流并在第二控制时借助保持电流控制上述阀。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述起动电流大于保持电流。
12.根据权利要求9至11中任意一项所述的装置，其特征在于，设有机构(100)，该机构
-在泵切断后测得所述泵的滑行，并且
-由至少一个之前进行的压力建立或者压力消除循环根据所测得的滑行来导出所述起动电流和/或可预先规定的时间。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，测出转速和/或再生电压以测得泵的滑行。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，通过第一控制至第二控制的连续变化，能够在制动回路中设定第二额定压力，其中规定，所述可预先规定的时间根据第二额定压力预先规定。
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